制备生物芯片的方法及所制备出的生物芯片与流程

本申请内容关于一种制备生物芯片的方法，特别是制备具有改善的灵敏度的生物芯片的方法以及由其所制备出的生物芯片。

背景技术：

1、芯片是由集成电路(integrated circuit,ic)形成，集成电路是由在半导体材料的小型平坦片体上的晶体管、电容器及其他电子组件组成，并且芯片被用于处理针对各种测量结果的电子讯号。

2、在芯片中使用的通用晶体管之一为金属氧化物半导体场效晶体管(metal oxidesemiconductor field-effect transistor,mosfet)，金属氧化物半导体场效晶体管控制通过电场的电流。mosfet具有诸如高灵敏度、高特异性与实时侦测的优点。

3、生物芯片包括生物组件与芯片组件。生物芯片的表面需要被修饰以容纳针对各种侦测目标的特异性探针。

4、(3-胺丙基)三乙氧基硅烷((3-aminopropyl)triethoxy silane,aptes)和戊二醛(glutaraldehyde,ga)为针对芯片的表面官能化的最普遍的修饰剂与活化剂。aptes为胺基官能化的有机硅烷。ga为含有两个醛官能基的二醛类。来自aptes的胺基能够容易地与来自ga的醛基反应。ga的醛基之一能够与aptes反应，并且其他的醛基能够与探针的抗体反应(udomsom et al.,coatings(2021),11,595)。

5、诸如cptes、vtes的其他修饰剂和诸如明胶、edc和nhs的活化剂能够被应用于芯片表面修饰制程(kujawa et al.,science of the total environment801(2021)149647)。三乙氧基硅基十一醛(triethoxysilylundecanal,tesud)为替代的修饰剂，其能够取代aptes-ga的两步法(lee et al.,sensors and actuators b 175(2012)201-207)。

6、由于生物芯片其表面的官能化，因此抗体探针能结合到附接官能基的芯片表面，接着加入分析物以用于侦测(sadighbayan et al.,trends in analytical chemistry(2020))。

7、然而，个别抗体探针所携带的官能基数量并不相同，这可能导致不一致的结合效率。此外，抗体探针结合到aptes或ga的位向是随机的，这将减少与抗原交互作用的fab(片段，抗原结合)区域的数量，并且降低抗体探针的密度(trilling et al.,analyst(2013))。生物素/抗生物素蛋白亲合系统通常被用于改善此议题。虽然此方法能够增加探针的结合效率，但灵敏度仍然低下。

8、由此，需要制备出具有改善灵敏度的生物素/抗生物素/生物素化探针的生物芯片。

技术实现思路

1、本发明的目的为提供一种具有显著改善灵敏度的生物芯片。

2、为达上述目的，本发明提供一种制备生物芯片的方法，其包括下列步骤：以含生物素的第一溶液涂布芯片以形成生物素涂布芯片，其中该第一溶液中的生物素具有第一浓度，该第一浓度的范围为0.1至1μg/ml；提供生物素涂布芯片以及含抗生物素蛋白的第二溶液以形成抗生物素蛋白/生物素涂布芯片，其中该第二溶液中的抗生物素蛋白具有第二浓度，该第二浓度的范围为0.1至100μg/ml；以及提供抗生物素蛋白/生物素涂布芯片以及含生物素化探针的第三溶液以形成生物芯片，其中该第三溶液中的该生物素化探针具有第三浓度，该第三浓度的范围为1至3μg/ml。

3、在一个实施例中，该芯片为延伸闸极场效晶体管(extended gate field-effecttransistor,egfet)。

4、在一个实施例中，该第一溶液中该生物素的第一浓度为0.1μg/ml。

5、在一个实施例中，该第二溶液中该抗生物素蛋白的第二浓度为30μg/ml。

6、在一个实施例中，该第三溶液中该生物素化探针的第三浓度为1μg/ml。

7、在一个实施例中，该第一溶液中该生物素的第一浓度为1μg/ml。

8、在一个实施例中，该第二溶液中该抗生物素蛋白的第二浓度为100μg/ml。

9、在一个实施例中，该第一浓度、该第二浓度与该第三浓度的比例为1：300：10。

10、在一个实施例中，该生物素化探针选自于由生物素化抗猪生殖与呼吸道症候群病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus,prrsv)抗体、生物素化抗tau抗体与生物素化sars-cov-2探针所组成的群组。

1.一种制备一生物芯片的方法，其特征在于，包含：

2.如权利要求1所述的方法，其中，该芯片为延伸闸极场效晶体管(egfet)。

3.如权利要求1所述的方法，其中，该第一溶液中该生物素的第一浓度为0.1μg/ml。

4.如权利要求3所述的方法，其中，该第二溶液中该抗生物素蛋白的第二浓度为30μg/ml。

5.如权利要求4所述的方法，其中，该第三溶液中该生物素化探针的第三浓度为1μg/ml。

6.如权利要求1所述的方法，其中，该第一溶液中该生物素的第一浓度为1μg/ml。

7.如权利要求6所述的方法，其中，该第二溶液中该抗生物素蛋白的第二浓度为100μg/ml。

8.如权利要求7所述的方法，其中，该第三溶液中该生物素化探针的第三浓度为1μg/ml。

9.如权利要求1所述的方法，其中，该第一浓度、该第二浓度与该第三浓度的比例为1：300：10。

10.如权利要求1所述的方法，其中，该生物素化探针选自于由生物素化抗猪生殖与呼吸道症候群病毒抗体、生物素化抗tau抗体与生物素化sars-cov-2探针所组成的群组。

11.一种生物芯片，由一方法制备而成，其特征在于，该方法包含：

12.如权利要求11所述的生物芯片，其中，该芯片为延伸闸极场效晶体管(egfet)。

13.如权利要求11所述的生物芯片，其中，该第一溶液中该生物素的第一浓度为0.1μg/ml。

14.如权利要求13所述的生物芯片，其中，该第二溶液中该抗生物素蛋白的第二浓度为30μg/ml。

15.如权利要求14所述的生物芯片，其中，该第三溶液中该生物素化探针的第三浓度为1μg/ml。

16.如权利要求11所述的生物芯片，其中，该第一溶液中该生物素的第一浓度为1μg/ml。

17.如权利要求16所述的生物芯片，其中，该第二溶液中该抗生物素蛋白的第二浓度为100μg/ml。

18.如权利要求17所述的生物芯片，其中，该第三溶液中该生物素化探针的第三浓度为1μg/ml。

19.如权利要求11所述的生物芯片，其中，该第一浓度、该第二浓度与该第三浓度的比例为1：300：10。

20.如权利要求11所述的生物芯片，其中，该生物素化探针选自于由生物素化抗猪生殖与呼吸道症候群病毒抗体、生物素化抗tau抗体与生物素化sars-cov-2探针所组成的群组。